חלק מהעבודה זו נתמכה כלכלי על ידי המכון לקידום החדשנות באמצעות מדע ומחקר בסיסי-אסטרטגי טכנולוגיה (IWT-SBO) אור שמש פרויקט ותאי BioSolar. אריק בולדר וBackKim נגויין הודו על תרומתם לאופטימיזציה של הליך מכות חרוז.

1. לדוגמא הכנה ישנם שני פרוטוקולים חלופיים עבור מדגם הכנה כלל כצעדי 1.1 ו1.2. שני השיטות מתאימות במידה שווה ולתת תוצאות דומות, אבל אם יש כמות מוגבלת של אצות תרבות נפח זמינה, שיטה 1.1 מומלצת. הערה: בכל אחת מפרוטוקול, להכין שני צינורות מקצף חרוז נוספים בהתאם לפרוטוקול כולו, אך מבלי להוסיף אצות להם לשמש כריק. בדרך זו, ניתן לזהות פסגות בהכרומתוגרמה GC כתוצאה ממיצוי של רכיבים מחומרים המשמשים לכימות. 1.1. לדוגמא הכנת פרוטוקול אפשרות 1: מומלץ כאשר כמות מוגבלת של אצות תרבות היא זמינה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קבע את ריכוז האצות היבש במשקל (ג / ליטר) במרק התרבות, למשל כפי שתואר על ידי ברויאר et al. 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> העבר את נפח של מרק התרבות המכיל 5-10 מ&quot;ג אצות משקל יבש לצינור צנטריפוגות זכוכית. לחשב את הסכום המדויק של ביומסה הועבר באמצעות הריכוז ביומסה קבע בשלב 1.1.1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צנטריפוגה 5 דקות ב1,200 x גרם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מחק חלק מsupernatant, להשאיר כ 0.25 מיליליטר בצינור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Re-להשעות את האצות בsupernatant שנותר על ידי pipetting עדין גלולה מעלה ומטה ולהעביר את התא גלולה המלאה לצינור מקצף חרוז באמצעות פיפטה 200 μl. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יש לשטוף את פיפטה צינור צנטריפוגות וזכוכית עם המים ± 0.15 מיליליטר milliQ ולהעביר את הנוזל לצינור אותו מקצף חרוז. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צינורות מקצף חרוז צנטריפוגה למשך דקה אחת בסל&quot;ד המקסימאלי כדי לוודא שאין בועות אוויר להישאר בחלק התחתון של הצינורות. אפשר לאחסן צינורות מקצף חרוז סגורים ב -80 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Lyophilize צינורות מקצף חרוז המכילים את המדגם. ניתן לאחסן את צינורות מקצף חרוז הסגורים ב -80 ° C. </li></ol> 1.2. אפשרות הכנת פרוטוקול לדוגמא 2 <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צנטריפוגה נפח לא ידוע של מרק תרבות אצות וזורקים supernatant. אין זה הכרחי כדי לקבוע את הריכוז ביומסה או למדוד את נפח שימוש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למדוד או לחשב את osmolarity של מדיום התרבות באמצעות הריכוז של מלחים העיקריים כיום במדיום לתרבות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שטוף את התא גלולה ידי resuspending התא גלולה באותו הנפח, כמו בשימוש בצעד 1.2.1, של פתרון formate אמוניום, המדמה את osmolarity של המדיום לתרבות. פתרון formate אמוניום equiosmolar מונע lyses התא במהלך השטיפה של התאים. </li></ol> הערה: כביסה התאים יש צורך להסיר מלחים המצויים במדיום לתרבות. זה חשוב במיוחד עבור ניתוח של חומצות שומן באצות ימיות בגלל ריכוזי מלח גבוהים במדיום התרבות שלהם. אם מלחים עדיין יהיו נוכחים, זה עלול לגרום להערכת יתר של כמות המשקל יבש תא שבו תיקבע בהמשך בtהפרוטוקול שלו. formate אמוניום משמש כדי לשטוף תאים משום שפתרון זה יתאדה לחלוטין במהלך lyophilization ולא להשאיר שום שאריות. <ol start="4" style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השעיה אצות צנטריפוגה supernatant ונזרק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Lyophilize התא גלולה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שוקל 5-10 אבקת microalgae lyophilized מ&quot;ג לתוך צינור מקצף חרוז. רשום את המשקל המדויק. </li></ol> 2. שיבוש תא ויפידים הפקה הערה: סעיף זה מתאר הליך שיבוש תא נרחב. אולי, חלק מהצעדים השיבוש הסלולרי הם מיותרים והפרעה תא פחות נרחבת עשויה להניב את אותן תוצאות לכמה מיני אצות חד או לביומסה נגזרת מתנאי גידול מסוימים. זה היית צריך אימות לכל מצב ספציפי עם זאת. לכן פרוטוקול השיבוש הנרחב המוצע מומלץ כשיטת אוניברסלית מתאימה לכל חומר microalgal. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שוקל כמות מדויקת של tripentadecanoin (TRiacylglycerol המכיל שלוש C15: 0 חומצות שומן) ולהוסיף אותו לסכום בדיוק ידוע של 04:05 v כלורופורם (/ V): מתנול. בדרך זו הריכוז של tripentadecanoin ידוע בדיוק. לשאוף לריכוז של 50 מ&quot;ג / ל &#39; Tripentadecanoin משמש כתקן לכימות חומצת שומן הפנימי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף 1 מיליליטר כלורופורם: מתנול 04:05 (V / V) מכיל tripentadecanoin על צינור אחד מכות (שצוין בחומרים הכימיים וציוד שולחן). בדוק שאין חרוזים שנותרו בתוך הכובע של צינור beadbeater, זה יגרום לדליפה של הצינורות. השתמש פיפטה תזוזה חיובית לתוספת מדויקת של ממסים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חרוז לנצח את צינורות מקצף חרוז 8x ב2,500 סל&quot;ד 60 שניות, בכל פעם עם שניות 120 פנימיות בין כל מכות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מעביר את הפתרון מצינורות מקצף חרוז לצינור נקי ועמיד בפני חום 15 מיליליטר צנטריפוגות זכוכית עם בורג כובעים להוסיף טפלון. הקפד להעביר את כל חרוזים מצינור מקצף חרוז גם כן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להיהשעות צינור מקצף חרוז, להוסיף 1 מיליליטר כלורופורם: מתנול 04:05 (V / V) מכיל tripentadecanoin לתוך צינור חרוז המקצף, קרוב הכובע ולערבב, ולהעביר את הפתרון הזה לאותו צינור הזכוכית מצעד 2.4. שטוף את הצינור שלוש פעמים (בסך הכל 4 מיליליטר של כלורופורם: מתנול 04:05 (V / V) tripentadecanoin המכיל משמש לדגימה - 1 מיליליטר הוסיף בשלב 2.2 ו3 מיליליטר ל3 שלבי כביסה). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ורטקס צינורות הזכוכית עבור 5 שניות וsonicate באמבט sonication 10 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף 2.5 מיליליטר מים MilliQ, המכיל 50 מ&quot;מ 2-אמינו-2-hydroxymethyl-פרופאן-1 ,3-דיאול (טריס) ו1 M NaCl, אשר מוגדר ל-pH 7 באמצעות פתרון HCl. זה יגרום להפרדת פאזות בין כלורופורם ומתנול: מים. 1 M NaCl משמש כדי לשפר את שיווי המשקל של שומנים לקראת שלב כלורופורם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> וורטקס למשך 5 שניות ולאחר מכן sonicate 10 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צנטריפוגה במשך 5 דקות ב 1,200 x גרם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להעביר את כל שלב כלורופורם (שלב תחתון) לשפופרת זכוכית נקייה באמצעות pipett פסטר זכוכיתדואר. ודא שלא להעביר את כל שלבי ביניים או בשלב עליון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Re-לחלץ את המדגם על ידי הוספת כלורופורם 1 מיליליטר לצינור ישן (המכילה מתנול: פתרון מים). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> וורטקס למשך 5 שניות ולאחר מכן sonicate 10 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צנטריפוגה במשך 5 דקות ב 1,200 x גרם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאסוף את שלב כלורופורם (שלב תחתון) באמצעות פיפטה פסטר זכוכית ובריכה עם בר כלורופורם הראשון מצעד 2.10. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם קשיים מנוסים באיסוף כל שבריר כלורופורם בשלב הקודם, חזור על שלבים 2.11-2.14. אחרת להמשיך עם צעד 2.16. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להתאדות כלורופורם מהצינור בזרם גז חנקן. לאחר ניתן לאחסן דגימות שלב זה ב -20 מעלות צלזיוס מתחת אווירת גז חנקן. </li></ol> 3. Transesterification לשומן מתיל אסטרים חומצה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף 3 מיליליטר מתנול המכיל 5% (v / v) חומצה גופרתית לצינור המכיל שומנים המיובשים חילוץ (צינור במקור המכיל את שבר כלורופורם) ולסגור את הצינור בחוזקה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> וורטקס למשך 5 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגירה דגימות עבור 3 שעות ב 70 מעלות צלזיוס בתנור אבן או אמבט מים. מעת לעת (כל ± 30 דקות) להבטיח כי הדגימות לא רותחים (שנגרם על ידי מכסה סגור בצורה לא נכונה) וצינורות מערבולת. במהלך תגובה זו חומצות שומן מפוגלות לאסטרים חומצת שומן מתיל (fames). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגימות מצנן לטמפרטורת חדר ולהוסיף 3 מיליליטר MilliQ מים ו3 מיליליטר n-הקסאן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> וורטקס למשך 5 שניות ומערבבים במשך 15 דקות עם מסובב מבחנה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צנטריפוגה במשך 5 דקות ב 1,200 x גרם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאסוף 2 מיליליטר של שלב הקסאן (למעלה) ולשים בשפופרת זכוכית טריות באמצעות זכוכית פיפטה פסטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מוסיף מים 2 מיליליטר MilliQ לשלב הקסאן נאסף כדי לשטוף אותו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> וורטקס למשך 5 שניות ו צנטריפוגות במשך 5 דקות ב 1,200 x גרם. לאחר שלב זה ניתן לאחסן את הדגימות ב-20 מעלות צלזיוס תחת אווירת חנקן גזים (הפרדת פאזות לא הכרחית). </li></ol> 4. כימות fames Uסינג גז כרומטוגרפיה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מלא בקבוקוני GC עם שלב הקסאן (עליון שלב) באמצעות זכוכית פיפטה פסטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את כובעים על בקבוקוני GC. ודא כובעים אטומים לחלוטין, ולא יכולים להיות מופעל, כדי למנוע אידוי מהבקבוקון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למלא את הממסים לשטוף GC (הקסאן), רוקן את הבקבוקונים פסולת, ולשים את הבקבוקונים במדגם האוטומטי סמפלר. לפני הפעלת הדגימות בפועל על GC, הריצה ראשונה 2 כדורי סרק המכילים רק הקסאן ב-GC. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את הדגימות על GC-FID עם עמודת Nukol (30 MX 0.53 מ&quot;מ x 1.0 מיקרומטר). השתמש בטמפרטורת כניסה של 250 ° C ולהשתמש הליום כגז מוביל, לחץ של 81.7 kPa ויחס פיצול של 0.1:1, סך הכל קצב זרימה: 20 מיליליטר / דקה. טמפרטורת גלאי FID של C ° 270 עם H 2 קצב זרימה של 40 מיליליטר / דקה, קצב זרימת האוויר של 400 מיליליטר / דקה והוא קצב זרימה של 9.3 מיליליטר / דקה. הגדרת נפח הזרקה ל1 μl / מדגם. הזרקה לפני ואחרי שטיפה עם n-הקסאן. טמפרטורת תנור ראשונית מוגדרת 90 מעלות צלזיוס במשך 0.5 דקות ולאחר מכן העלתה שנינות20 ° עד טמפרטורת תנור של 200 ° C הוא הגיע C / דקת שעות. טמפרטורת תנור לאחר מכן שמור על C ° 200 ל39 דקות. זמן ריצה כולל הוא 45 דקות. </li></ol>

<ol>
	<li>Breuer, G., Lamers, P. P., Martens, D. E., Draaisma, R. B., Wijffels, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+impact+of+nitrogen+starvation+on+the+dynamics+of+triacylglycerol+accumulation+in+nine+microalgae+strains.">The impact of nitrogen starvation on the dynamics of triacylglycerol accumulation in nine microalgae strains.</a> Bioresource Technology. 124, 217-226 (2012).</li><li>Hu, Q., Sommerfeld, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microalgal+triacylglycerols+as+feedstocks+for+biofuel+production:+perspectives+and+advances.">Microalgal triacylglycerols as feedstocks for biofuel production: perspectives and advances.</a> The Plant Journal. 54 (4), 621-639 (2008).</li><li>Chisti, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biodiesel+from+microalgae.">Biodiesel from microalgae.</a> Biotechnology Advances. 25 (3), 294-306 (2007).</li><li>Draaisma, R. B., Wijffels, R. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Food+commodities+from+microalgae.">Food commodities from microalgae.</a> Curr. Opin. Biotechnol. 24 (2), 169-177 (2012).</li><li>Wijffels, R. H., Barbosa, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+outlook+on+microalgal+biofuels.">An outlook on microalgal biofuels.</a> Science. 329 (5993), 796-799 (2010).</li><li>Wijffels, R. H., Barbosa, M. J., Eppink, M. H. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microalgae+for+the+production+of+bulk+chemicals+and+biofuels.">Microalgae for the production of bulk chemicals and biofuels.</a> Biofuels, Bioprod. Bioref. 4 (3), 287-295 (2010).</li><li>Guschina, I. A., Harwood, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lipids+and+lipid+metabolism+in+eukaryotic+algae.">Lipids and lipid metabolism in eukaryotic algae.</a> Progress in Lipid Research. 45 (2), 160-186 (2006).</li><li>Schenk, P. M., Thomas-Hall, S. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Second+Generation+Biofuels:+High-Efficiency+Microalgae+for+Biodiesel+Production.">Second Generation Biofuels: High-Efficiency Microalgae for Biodiesel Production.</a> BioEnergy Research. 1 (1), 20-43 (2008).</li><li>Ryckebosch, E., Muylaert, K., Foubert, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimization+of+an+Analytical+Procedure+for+Extraction+of+Lipids+from+Microalgae.">Optimization of an Analytical Procedure for Extraction of Lipids from Microalgae.</a> Journal of the American Oil Chemists' Society. 89 (2), 189-198 (2011).</li><li>Laurens, L. M. L., Dempster, T. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Algal+Biomass+Constituent+Analysis:+Method+Uncertainties+and+Investigation+of+the+Underlying+Measuring+Chemistries.">Algal Biomass Constituent Analysis: Method Uncertainties and Investigation of the Underlying Measuring Chemistries.</a> Analytical Chemistry. 84 (4), 1879-1887 (2012).</li><li>Iverson, S. J., Lang, S. L. C., Cooper, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+the+bligh+and+dyer+and+folch+methods+for+total+lipid+determination+in+a+broad+range+of+marine+tissue.">Comparison of the bligh and dyer and folch methods for total lipid determination in a broad range of marine tissue.</a> Lipids. 36 (11), 1283-1287 (2001).</li><li>Grima, E. M., Medina, A. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+Between+Extraction+of+Lipids+and+Fatty+Acids+from+microalgal+biomass.">Comparison Between Extraction of Lipids and Fatty Acids from microalgal biomass.</a> JAOCS. 71 (9), 955-959 (1994).</li><li>Lee, J. Y., Yoo, C., Jun, S. Y., Ahn, C. Y., Oh, H. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+several+methods+for+effective+lipid+extraction+from+microalgae.">Comparison of several methods for effective lipid extraction from microalgae.</a> Bioresour Technol. 101, 75-77 (2010).</li><li>Guckert, J. B., Cooksey, K. E., Jackson, L. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=lipid+solvent+systems+are+not+equivalent+for+analysis+of+lipid+classes+in+the+micro+eukaryotic+green+alga.">lipid solvent systems are not equivalent for analysis of lipid classes in the micro eukaryotic green alga.</a> Journal of Microbiological Methods. 8, 139-149 (1988).</li><li>Pruvost, J., Van Vooren, G., Cogne, G., Legrand, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Investigation+of+biomass+and+lipids+production+with+Neochloris+oleoabundans+in+photobioreactor.">Investigation of biomass and lipids production with Neochloris oleoabundans in photobioreactor.</a> Bioresource Technology. 100 (23), 5988-5995 (2009).</li><li>Griffiths, M. J., Hille, R. P., Harrison, S. T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selection+of+Direct+Transesterification+as+the+Preferred+Method+for+Assay+of+Fatty+Acid+Content+of+Microalgae.">Selection of Direct Transesterification as the Preferred Method for Assay of Fatty Acid Content of Microalgae.</a> 45 (11), 1053-1060 (2010).</li><li>Folch, J., Lees, M., Sloane Stanley, G. H. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simple+method+for+the+isolation+and+purification+of+total+lipides+from+animal+tissues.">A simple method for the isolation and purification of total lipides from animal tissues.</a> J Biol. Chem. 226, 497-509 (1956).</li><li>Bligh, E. G., Dyer, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+rapid+method+of+total+lipid+extraction+and+purification.">A rapid method of total lipid extraction and purification.</a> Canadian Journal of Biochemistry and Physiology. 37 (8), 911-917 (1959).</li><li>Lepage, G., Roy, C. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improved+recovery+of+fatty+acid+through+direct+transesterification+without+prior+extraction+or+purification.">Improved recovery of fatty acid through direct transesterification without prior extraction or purification.</a> Journal of Lipid research. 25, 1391-1396 (1984).</li><li>Welch, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+micro-method+for+the+estimation+of+oil+content+and+composition+in+seed+crops.">A micro-method for the estimation of oil content and composition in seed crops.</a> J. Sci. Food Agric. 28 (7), 635-638 (1002).</li><li>Chen, W., Zhang, C., Song, L., Sommerfeld, M., Hu, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+high+throughput+Nile+red+method+for+quantitative+measurement+of+neutral+lipids+in+microalgae.">A high throughput Nile red method for quantitative measurement of neutral lipids in microalgae.</a> Journal of Microbiological Methods. 77 (1), 41-47 (2009).</li><li>Cooper, M. S., Hardin, W. R., Petersen, T. W., Cattolico, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visualizing+"green+oil"+in+live+algal+cells.">Visualizing "green oil" in live algal cells.</a> Journal of Bioscience and Bioengineering. 109 (2), 198-201 (2010).</li><li>Lamers, P. P., van de Laak, C. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carotenoid+and+fatty+acid+metabolism+in+light-stressed+Dunaliella+salina.">Carotenoid and fatty acid metabolism in light-stressed Dunaliella salina.</a> Biotechnology and Bioengineering. 106 (4), 638-648 (2010).</li><li>Santos, A. M., Janssen, M., Lamers, P. P., Evers, W. A., Wijffels, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Growth+of+oil+accumulating+microalga+Neochloris+oleoabundans+under+alkaline-saline+conditions.">Growth of oil accumulating microalga Neochloris oleoabundans under alkaline-saline conditions.</a> Bioresour Technol. 104, 593-599 (2012).</li><li>Mulders, K. J. M., Weesepoel, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Growth+and+pigment+accumulation+in+nutrient-depleted+Isochrysis+aff.+galbana+T-ISO.">Growth and pigment accumulation in nutrient-depleted Isochrysis aff. galbana T-ISO.</a> J. Appl. Phycol. , (2012).</li><li>Kliphuis, A. M., Klok, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metabolic+modeling+of+Chlamydomonas+reinhardtii:+energy+requirements+for+photoautotrophic+growth+and+maintenance.">Metabolic modeling of Chlamydomonas reinhardtii: energy requirements for photoautotrophic growth and maintenance.</a> J. Appl. Phycol. 24 (2), 253-266 (2012).</li><li>Lamers, P. P., Janssen, M., De Vos, R. C. H., Bino, R. J., Wijffels, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carotenoid+and+fatty+acid+metabolism+in+nitrogen-starved+Dunaliella+salina,+a+unicellular+green+microalga.">Carotenoid and fatty acid metabolism in nitrogen-starved Dunaliella salina, a unicellular green microalga.</a> Journal of Biotechnology. 162 (1), 21-27 (2012).</li><li>Wang, Z., Benning, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Arabidopsis+thaliana+Polar+Glycerolipid+Profiling+by+Thin+Layer+Chromatography+(TLC)+Coupled+with+Gas-Liquid+Chromatography+(GLC).">Arabidopsis thaliana Polar Glycerolipid Profiling by Thin Layer Chromatography (TLC) Coupled with Gas-Liquid Chromatography (GLC).</a> J. Vis. Exp. (49), e2518 (2011).</li></ol>

יש מחברים אין לחשוף.

השיטה המתוארת יכולה לשמש כדי לקבוע את התוכן כמו גם את הרכב חומצות שומן בסך הכל קיימים ביומסה microalgal. חומצות שומן הנגזרות מכל מעמדות השומנים בדם, לרבות אחסון (TAG), כמו גם שומני קרום (פוספוליפידים וglycolipids), מזוהות. ניתן לאתר בכל אורכי חומצת שומן השרשרת והמעלות של רוויה שנמצ...

חומצות שומן הן אחד המרכיבים העיקריים של ביומסה microalgal ובדרך כלל לפצות בין 5-50% מהמשקל היבש של תאי 1-3. הם בעיקר בהווה בצורה של glycerolipids. glycerolipids אלה בתורם בעיקר מורכב מפוספוליפידים, glycolipids, וtriacylglycerol (TAG). בעיקר חומצות השומן קיים בTAG הן עניין מסחרי, משום שהם יכולים לשמש כמשאב לייצור דלקים לתחבורה, כימיקלים בצובר, בריאותיים (ω-3 חומצות שומן), ומוצרי מזון 3-6. Microalgae יכול לגדול בתקשורת טיפוח על בסיס מים ים, יכול לקבל את הפרודוקטיביות אזוריות גבוהה הרבה יותר מאשר צמחים יבשתיים, ויכול להיות מעובד בphotobioreactors מקומות שאינם מתאימים לחקלאות ב, ואולי אפילו מהחוף. מסיבות אלה, microalgae נחשב לעתים קרובות חלופה מבטיחה לצמחים יבשתיים לייצור של מוצרים בתפזורת אחרים 3-6 ביו דיזל ו. פוטנציאל לא l חקלאיואו מים מתוקים (כשטפח בphotobioreactors הסגור או כאשר משמשים microalgae הימי) נחוץ לייצור שלהם. לכן, דלק ביולוגי הנגזר מmicroalgae נחשב 3 rd דלק ביולוגי מדור. התוכן הסלולרי הכולל של חומצות שומן (% ממשקל יבש), הרכב ברמת שומנים בדם, כמו גם את אורך חומצות שומן ומידת הרוויה הוא משתנה מאוד בין מיני microalgae. יתר על כן, מאפיינים אלה משתנים עם תנאי גידול, כגון זמינות חומרי מזון, טמפרטורה, pH, ועוצמת אור 1,2. לדוגמא, כאשר הם נחשפים לרעב חנקן, microalgae יכול לצבור כמויות גדולות של TAG. בתנאי גידול אופטימליים TAG בדרך כלל מהווה פחות מ -2% ממשקל יבש, אבל כאשר הם נחשפים לתוכן TAG רעב חנקן יכול להגדיל לעד 40% מהמשקל היבש microalgal 1. Microalgae בעיקר לייצר חומצות שומן עם אורכי שרשרת 16 ו18אטומי פחמן, אבל כמה מינים יכולים לעשות חומצות שומן של עד 24 אטומי פחמן באורך. שני רוויים כמו גם חומצות שומן בלתי רוויות מאוד מיוצרות על ידי אצות חד. האחרון כולל חומצות שומן עם יתרונות תזונתיים (ω-3 חומצות שומן) כמו C20: 5 (חומצת eicosapentaenoic; EPA) וC22: 6 (docosahexaenoic acid; DHA) שעבורם אין חלופות ירקות קיימות 1,2,4,7. (חלוקת) אורך שרשרת של חומצות שומן ומידת הרוויה גם קובע את התכונות ואיכות של דלק ביולוגי המופקת מאצות ושמן מאכל 4,8. כדי לפתח יישומים מסחריים של חומצות שומן microalgal נגזר, שיטות אנליטיות אמינות לכימות של תכולת חומצות שומן והרכב יש צורך. כמו גם ציין ידי Ryckebosch et al. 9, ניתוח של חומצות שומן באצות חד מבדיל את עצמו ממצעים אחרים (למשל שמן צמחי, מוצרי מזון, ברקמות של חיות וכו &#39;) יהיוmicroalgae לגרום 1) הם תאים בודדים מוקפים בקירות תא נוקשה, מסבכים מיצוי שומנים בדם; 2) microalgae מכיל מגוון רחב של שיעורי שומנים וההפצה ברמת שומנים בדם משתנה 7 מאוד. יש כיתות שומנים שונות אלה מגוון רחב במבנה כימי ותכונות כגון קוטביות. כמו כן, שיעורי שומנים אחרים מאשר שומני acyl מיוצרים; 3) microalgae מכיל מגוון רחב של חומצות שומן, הנע 12-24 אטומי פחמן באורך ומכיל הן רווי וכן חומצות שומן בלתי רוויות מאוד. לכן, שיטות שפותחו לניתוח חומצות שומן במצעים אחרים מאשר microalgae, לא יכולות להיות מתאימות כדי לנתח את חומצות שומן באצות. כפי שנסקר על ידי Ryckebosch et al. 9, ההבדל העיקרי בין הליכי מיצוי שומנים נפוצים הוא בממס המערכות הנמצאים בשימוש. בגלל המגוון הגדול של סוגי שומנים בהווה באצות, כל משתנה בקוטביות, שחולץכמות שומנים תשתנה עם ממסים משמשים 10-12. זה מוביל לחוסר העקביות בתוכן השומנים בדם ובהרכב מובא ב9,10 ספרות. בהתאם למערכת הממס בשימוש, שיטות המבוססות על מיצוי בממסים ללא הפרעה דרך תא, למשל, מכות חרוז או sonication, ייתכן שלא לחלץ את כל השומנים בגלל המבנה הנוקשה של כמה מיני microalgae 9,13. במקרה של מיצוי שומנים שלם, המיצוי יעילות של שומנים בדם הכיתות השונות יכולה להשתנות 14. זה יכול גם להיות השפעה על הרכב חומצות שומן נמדד, כי הרכב חומצות שומן משתנה בין מעמדות שומנים בדם 7. השיטה שלנו מבוססת על רצף של הפרעה מכאנית של תאים, מיצוי שומנים מבוסס ממס, transesterification של חומצות שומן לאסטרים מתילים של חומצות שומן (fames), וכימות וזיהוי של fames באמצעות כרומטוגרפיה גז בשילוב עם ioniza להבהגלאי tion (GC-FID). תקן פנימי בצורה של triacylglycerol (tripentadecanoin) הוא הוסיף לפני ההליך אנליטית. הפסדים אפשריים במהלך החילוץ וtransesterification שלם אז יכולים להיות מתוקנים ל. השיטה יכולה לשמש כדי לקבוע את התוכן כמו גם את ההרכב של חומצות השומן קיימים ביומסה microalgal. כל חומצות השומן המצויים בסוגים השונים acyl שומנים בדם, כוללים אחסון (TAG), כמו גם שומני קרום תא (glycolipids, פוספוליפידים), מזוהים, שזוהה ולכמת באופן מדויק וreproducibly בשיטה זו משתמשת רק בכמויות קטנות של מדגם (5 מ&quot;ג) . שיטה זו אינה מספקת מידע על השפע היחסי של כיתות שומנים שונות. עם זאת, השיטה יכולה להתארך להפריד כיתות שומנים מכל 1 אחר. הרכב חומצות שומן של הריכוז וכיתות שומנים השונים אז יכול להיות נקבע באופן אינדיבידואלי. בספרות מספר שיטות אחרות הןתאר לניתוח שומנים באצות. חלק מהשיטות להתמקד ברכיבי lipophilic כולל 15, בעוד שיטות אחרות מתמקדות בחומצות שומן כוללת 9,16. חלופות אלה כוללות קביעת gravimetric של שומני חילוץ בסך הכל, טרנס esterification הישיר של חומצות שומן בשילוב עם כימות באמצעות כרומטוגרפיה, ותאי צביעה עם צבעי ניאון lipophilic. חלופה נפוצות לכימות של חומצות שומן באמצעות כרומטוגרפיה היא כימות של שומנים באמצעות נחישות gravimetric 17,18. יתרונותיו של נחישות gravimetric הם חוסר דרישות לציוד מתקדם ויקר כמו גז כרומטוגרף; להקל להגדיר את ההליך, בגלל הזמינות של ציוד הסטנדרטי אנליטיים (למשל Soxhlet); ונחישות gravimetric היא פחות מזמן רב כרומטוגרפיה שיטות. מבוססת היתרון העיקרי של שימוש בשיטות כרומטוגרפיה המבוססת על othאה יד היא כי בשיטה כזו רק חומצות השומן נמדדות. בנחישות gravimetric החומצה שאינה שומנית המכילה שומנים, כמו פיגמנטים או סטרואידים, כלולה גם בנחישות. שומני חומצה שאינה מכיל שומן אלו יכולים לפצות על חלק גדול (&gt; 50%) של שומנים בסך הכל. אם מישהו מעוניין רק בתכולת חומצות שומן (לדוגמא ליישומים ביו דיזל), זה יהיה בהערכת, כאשר הוא משמשת נחישות gravimetric. בנוסף, בנחישות gravimetric הדיוק של האיזון האנליטית המשמש לשקילת השומנים חולצו קובע את גודל המדגם שצריך להיות בשימוש. כמות זו היא בדרך כלל הרבה יותר מהסכום הדרוש, כאשר הוא משמש כרומטוגרפיה. לבסוף, יתרון נוסף של שימוש בכרומטוגרפיה על נחישות gravimetric הוא כי כרומטוגרפיה מספקת מידע על הרכב חומצות שומן. חלופה נוספת לשיטה שהוצגה היא 16,19,20 transesterification ישירים.בשיטה זו שאיבת שומנים בדם וtransesterification של חומצות שומן לfames משולבים בצעד אחד. שיטה זו היא מהירה יותר מאשר שלב חילוץ וtransesterification נפרד, אבל שילוב של צעדים אלה מגביל את הממסים שיכולים לשמש לחילוץ. זה עלול להשפיע לרעה על יעילות שאיבה. יתרון נוסף של צעד נפרד שאיבת שומנים בדם וtransesterification הוא שהיא מאפשרת להפרדה ברמת שומנים בדם נוספת בין שלבי 1 אלה. זה לא אפשרי בעת השימוש transesterification הישיר. שיטות נפוצות אחרות כדי לקבוע את תוכן השומנים באצות כוללות מכתימות את ביומסה עם כתמי ניאון lipophilic כגון הנילוס אדום או BODIPY ומדידת אותות הקרינה 21,22. יתרון של שיטות אלה הם שהם פחות מייגע יותר מאשר בשיטות אלטרנטיביות. חסרון של שיטות אלה הוא שתגובת הניאון היא, מסיבות שונות, משתנה בין species, תנאי גידול, סוגי שומנים בדם, ונהלים אנליטיים. כדוגמא, כמה וריאציות אלה נגרמים על ידי הבדלים בספיגה של הצבע על ידי microalgae. כיול באמצעות שיטה אחרת, כמותית יש צורך אפוא, שבוצע רצוי לכל תנאי גידול השונים ושלבי צמיחה. לבסוף, שיטה זו אינה מספקת מידע על הרכב חומצות שומן ופחות מדויק ולשעתק מאשר שיטות כרומטוגרפיה מבוססת. השיטה שהוצגה מבוססת על השיטה שתוארה על ידי למרס et al. 23 וסנטוס et al. 24 וגם יושמה על ידי מחברים שונים אחרים 1,25-27. גם שיטות אחרות זמינות המבוססים על אותם העקרונות ויכולות לספק 9,28 תוצאות דומות.

<table border="1">
 <tbody>
 <tr>
 <td>Reagent and equipment</td>
 <td>Company</td>
 <td>Catalogue number</td>
 <td>Comments (optional)</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>tripentadecanoin (C15:0 TAG)</td>
 <td>Sigma Aldrich</td>
 <td>T4257</td>
 <td>CAS Number 7370-46-9</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>TAG or FAME standards of all fatty acids expected in sample</td>
 <td>Sigma Aldrich </td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>TAG or FAME standards of all fatty acids expected in sample</td>
 <td>Lipidox</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>TAG or FAME standards of all fatty acids expected in sample</td>
 <td>Larodan</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Beadbeater</td>
 <td>Bertin Technologies</td>
 <td>Precellys 24</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>beadbeater tubes</td>
 <td>MP Biomedicals</td>
 <td>Lysing matrix E 
 116914500</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>GC-FID</td>
 <td>Hewlett-Packer</td>
 <td>HP6871</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>GC column</td>
 <td>Supelco</td>
 <td>Nukol 25357</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Positive displacement pipette 100-1000&mu;l</td>
 <td>Mettler Toledo</td>
 <td>MR-1000</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Positive displacement pipet tips C-1000</td>
 <td>Mettler Toledo</td>
 <td>C-1000</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Pipetvuller, Pi-Pump 2 ml</td>
 <td>VWR</td>
 <td>612-1925</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>glass tubes</td>
 <td>VWR</td>
 <td>SCERE5100160011G1</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>TUBE 16 X 100 MM BOROSILICATE 5.1 1 * 1.000</td>
 <td>VWR</td>
 <td>SCERE5100160011G1</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Teflon coated screw-caps</td>
 <td>VWR</td>
 <td>SCERKSSR15415BY10</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>STUART SCIENTIFIC SB2 test tube rotator</td>
 <td>VWR</td>
 <td>445-2101</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Heated Evaporator/Concentrator</td>
 <td>Cole-Parmer</td>
 <td>YO-28690-25</td>
 <td></td>
 </tr>
 </tbody>
</table>

analysis of fatty acid content and composition in microalgae

שיטה כדי לקבוע את התוכן ואת ההרכב של חומצות שומן הכוללת בהווה באצות הוא תאר. חומצות שומן הן מרכיב עיקרי של ביומסה microalgal. חומצות שומן אלו יכולות להיות נוכחים בשיעורי acyl שומנים בדם שונים. בעיקר חומצות השומן קיים בtriacylglycerol (TAG) הן עניין מסחרי, משום שהם יכולים לשמש לייצור דלקים לתחבורה, כימיקלים בצובר, בריאותיים (ω-3 חומצות שומן), ומוצרי מזון. כדי לפתח יישומים מסחריים, שיטות אנליטיות אמינות לכימות של תכולת חומצות שומן והרכב יש צורך. Microalgae הם תאים בודדים מוקף דופן תא נוקשה. שיטת ניתוח חומצת השומן אמורה לספק הפרעה תא מספיק כדי לשחרר את כל שומני acyl והליך המיצוי משמש אמור להיות מסוגל לחלץ את כל כיתות השומנים acyl. עם השיטה המוצגת כאן את כל חומצות השומן הנוכחיות באצות יכולות להיות מדויקת וreproducibly IDENtified ולכמת באמצעות כמויות קטנות של מדגם (5 מ&quot;ג) עצמאיות באורכם שרשרת, מידת unsaturation, או ברמת השומנים בדם שהם חלק ממנה. שיטה זו אינה מספקת מידע על השפע היחסי של כיתות שומנים שונות, אבל ניתן להאריך להפריד כיתות שומנים בדם אחד מהשני. השיטה מבוססת על רצף של הפרעה מכאנית של תאים, מיצוי שומנים מבוסס ממס, transesterification של חומצות שומן לאסטרים מתילים של חומצות שומן (fames), וכימות וזיהוי של fames באמצעות גז כרומטוגרפיה (GC-FID). סטנדרטי TAG פנימי (tripentadecanoin) הוא הוסיף לפני הליך האנליטיות לתיקון להפסדים במהלך החילוץ וtransesterification שלם.

הכרומתוגרמה טיפוסית המתקבלת באמצעות תהליך זה מוצגת באיור 1. Fames מופרדים לפי גודל ומידת הרוויה לפי עמודת GC והפרוטוקול המשמש. יש חומצות קצרות שרשרת אורך שומן וחומצות שומן רווי יותר (קשרים כפולים פחות) פעמים שמירה קצרות יותר. עמודת GC משמש ופרוטוקול לא מתכוונים ל...

Watch this Scientific Journal Video about Analysis of Fatty Acid Content and Composition in Microalgae at JoVE.com

Analysis of Fatty Acid Content and Composition in Microalgae

שיטה לקביעת תכולת חומצות שומן והרכב באצות המבוססות על הפרעה מכאנית של תאים, מיצוי שומנים מבוסס ממס, transesterification, וכימות וזיהוי של חומצות שומן באמצעות גז כרומטוגרפיה מתוארת. תקן פנימי tripentadecanoin משמש כדי לפצות על ההפסדים האפשריים בחילוץ וtransesterification שלם.

ניתוח התוכן של חומצות שומן והרכב בMicroalgae

A method to determine the content and composition of total fatty acids present in microalgae is described. Fatty acids are a major constituent of ...

analysis-of-fatty-acid-content-and-composition-in-microalgae

Research

JoVE Journal

Environment

59.4K Views.  Wageningen University and Research Center.  שיטה לקביעת תכולת חומצות שומן והרכב באצות המבוססות על הפרעה מכאנית של תאים, מיצוי שומנים מבוסס ממס, transesterification, וכימות וזיהוי של חומצות שומן באמצעות גז כרומטוגרפיה מתוארת. תקן פנימי tripentadecanoin משמש כדי לפצות על ההפסדים האפשריים בחילוץ וtranseste...

Video: Analysis of Fatty Acid Content and Composition in Microalgae

Optimize Flue Gas Settings to Promote Microalgae Growth in Photobioreactors via Computer Simulations

Flue gas from power plants can promote algal cultivation and reduce greenhouse gas emissions1. Microalgae not only capture solar energy more efficiently than plants3, but also synthesize advanced biofuels2-4. Generally, atmospheric CO2 is not a sufficient source for supporting maximal algal growth5. On the other hand, the high concentrations of CO2 in industrial exhaust gases have adverse effects on algal physiology. Consequently, both cultivation conditions (such as nutrients and light) and the control of the flue gas flow into the photo-bioreactors are important to develop an efficient &ldquo;flue gas to algae&rdquo; system. Researchers have proposed different photobioreactor configurations4,6 and cultivation strategies7,8 with flue gas. Here, we present a protocol that demonstrates how to use models to predict the microalgal growth in response to flue gas settings. We perform both experimental illustration and model simulations to determine the favorable conditions for algal growth with flue gas. We develop a Monod-based model coupled with mass transfer and light intensity equations to simulate the microalgal growth in a homogenous photo-bioreactor. The model simulation compares algal growth and flue gas consumptions under different flue-gas settings. The model illustrates: 1) how algal growth is influenced by different volumetric mass transfer coefficients of CO2; 2) how we can find optimal CO2 concentration for algal growth via the dynamic optimization approach (DOA); 3) how we can design a rectangular on-off flue gas pulse to promote algal biomass growth and to reduce the usage of flue gas. On the experimental side, we present a protocol for growing Chlorella under the flue gas (generated by natural gas combustion). The experimental results qualitatively validate the model predictions that the high frequency flue gas pulses can significantly improve algal cultivation.

Flue gas from power plants is a cheap CO2 source for algal growth. We have built prototype &#34;flue gas to algal cultivation&#34; systems and described how to scale up the algal cultivation process. We have demonstrated the use of a mass-transfer bio-reaction model to simulate and to design the optimal operation of flue gas for the growth of Chlorella sp. in algal photo-bioreactors.

לייעל ארובות הגדרות גז לקידום Microalgae צמיחה בphotobioreactors באמצעות הדמיות מחשב

Flue gas from power plants can promote algal cultivation and reduce greenhouse gas emissions1. Microalgae not only capture solar energy more efficiently ...

Quantification of Heavy Metals and Other Inorganic Contaminants on the Productivity of Microalgae

Increasing demand for renewable fuels has researchers investigating the feasibility of alternative feedstocks, such as microalgae. Inherent advantages include high potential yield, use of non-arable land and integration with waste streams. The nutrient requirements of a large-scale microalgae production system will require the coupling of cultivation systems with industrial waste resources, such as carbon dioxide from flue gas and nutrients from wastewater. Inorganic contaminants present in these wastes can potentially lead to bioaccumulation in microalgal biomass negatively impact productivity and limiting end use. This study focuses on the experimental evaluation of the impact and the fate of 14 inorganic contaminants (As, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mn, Ni, Pb, Sb, Se, Sn, V and Zn) on Nannochloropsis salina growth. Microalgae were cultivated in photobioreactors illuminated at 984 &#181;mol m-2 sec-1 and maintained at pH 7 in a growth media polluted with inorganic contaminants at levels expected based on the composition found in commercial coal flue gas systems. Contaminants present in the biomass and the medium at the end of a 7 day growth period were analytically quantified through cold vapor atomic absorption spectrometry for Hg and through inductively coupled plasma mass spectrometry for As, Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, Sb, Se, Sn, V and Zn. Results show N. salina is a sensitive strain to the multi-metal environment with a statistical decrease in biomass yieldwith the introduction of these contaminants. The techniques presented here are adequate for quantifying algal growth and determining the fate of inorganic contaminants.

Integration of microalgal cultivation with industrial flue gas will ultimately introduce heavy metals and other inorganic compounds into the growth media. This study presents a procedure used to determine the end fate and impact of heavy metals and inorganic contaminants on the growth of Nannochloropsis salina grown in photobioreactors.

כימות של מתכות כבדות ומזהמים אורגניים אחרים בפרודוקטיביות של מייקרו

Increasing demand for renewable fuels has researchers investigating the feasibility of alternative feedstocks, such as microalgae. Inherent advantages ...

Air-sampled Filter Analysis for Endotoxins and DNA Content

Outdoor aerosol research commonly uses particulate matter sampled on filters. This procedure enables various characterizations of the collected particles to be performed in parallel. The purpose of the method presented here is to obtain a highly accurate and reliable analysis of the endotoxin and DNA content of bio-aerosols extracted from filters. The extraction of high molecular weight organic molecules, such as lipopolysaccharides, from sampled filters involves shaking the sample in a pyrogen-free water-based medium. The subsequent analysis is based on an enzymatic reaction that can be detected using a turbidimetric measurement. As a result of the high organic content on the sampled filters, the extraction of DNA from the samples is performed using a commercial DNA extraction kit that was originally designed for soils and modified to improve the DNA yield. The detection and quantification of specific microbial species using quantitative polymerase chain reaction (q-PCR) analysis are described and compared with other available methods.

Two complementary analyses of atmospheric biological particles from air sampled filters are described herein: the extraction and detection of endotoxin, and of DNA.

Air-שנדגמו ניתוח סינון עבור אנדוטוקסינים ותוכן DNA

Outdoor aerosol research commonly uses particulate matter sampled on filters. This procedure enables various characterizations of the collected particles ...

Extraction and Analysis of Microbial Phospholipid Fatty Acids in Soils

Phospholipid fatty acids (PLFAs) are key components of microbial cell membranes. The analysis of PLFAs extracted from soils can provide information about the overall structure of terrestrial microbial communities. PLFA profiling has been extensively used in a range of ecosystems as a biological index of overall soil quality, and as a quantitative indicator of soil response to land management and other environmental stressors.
The standard method presented here outlines four key steps: 1. lipid extraction from soil samples with a single-phase chloroform mixture, 2. fractionation using solid phase extraction columns to isolate phospholipids from other extracted lipids, 3. methanolysis of phospholipids to produce fatty acid methyl esters (FAMEs), and 4. FAME analysis by capillary gas chromatography using a flame ionization detector (GC-FID). Two standards are used, including 1,2-dinonadecanoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (PC(19:0/19:0)) to assess the overall recovery of the extraction method, and methyl decanoate (MeC10:0) as an internal standard (ISTD) for the GC analysis.

Phospholipid fatty acids provide information about the structure of soil microbial communities. We present methods for extraction from soil samples with a single-phase chloroform mixture, fractionation of extracted lipids using solid phase extraction columns, and methanolysis to produce fatty acid methyl esters, which are analyzed by capillary gas chromatography.

הפקה וניתוח של פוספוליפידים מיקרוביאלית חומצות שומן בקרקעות

Phospholipid fatty acids (PLFAs) are key components of microbial cell membranes. The analysis of PLFAs extracted from soils can provide information about ...

Composition and Properties of Aquafaba: Water Recovered from Commercially Canned Chickpeas

Chickpea and other pulses are commonly sold as canned products packed in a thick solution or a brine. This solution has recently been shown to produce stable foams and emulsions, and can act as a thickener. Recently interest in this product has been enhanced through the internet where it is proposed that this solution, now called aquafaba by a growing community, can be used a replacement for egg and milk protein. As aquafaba is both new and being developed by an internet based community little is known of its composition or properties. Aquafaba was recovered from 10 commercial canned chickpea products and correlations among aquafaba composition, density, viscosity and foaming properties were investigated. Proton NMR was used to characterize aquafaba composition before and after ultrafiltration through membranes with different molecular weight cut offs (MWCOs of 3, 10, or 50 kDa). A protocol for electrophoresis, and peptide mass fingerprinting is also presented. Those methods provided valuable information regarding components responsible for aquafaba functional properties. This information will allow the development of practices to produce standard commercial aquafaba products and may help consumers select products of superior or consistent utility.

Aquafaba is a viscous juice from canned chickpea that, when stirred vigorously, produces a relatively stable white froth or foam. The primary research goal is to identify the components of aquafaba that contribute viscosifying/thickening properties using nuclear magnetic resonance (NMR), ultrafiltration, electrophoresis, and peptide mass fingerprinting.

ההרכב והמאפיינים של Aquafaba: מים התאוששה מסחרית שימורי חומוס

Chickpea and other pulses are commonly sold as canned products packed in a thick solution or a brine. This solution has recently been shown to produce ...

The Calibration and Use of Capacitance Sensors to Monitor Stem Water Content in Trees

Water transport and storage through the soil-plant-atmosphere continuum is critical to the terrestrial water cycle, and has become a major research focus area. Biomass capacitance plays an integral role in the avoidance of hydraulic impairment to transpiration. However, high temporal resolution measurements of dynamic changes in the hydraulic capacitance of large trees are rare. Here, we present procedures for the calibration and use of capacitance sensors, typically used to monitor soil water content, to measure the volumetric water content in trees in the field. Frequency domain reflectometry-style observations are sensitive to the density of the media being studied. Therefore, it is necessary to perform species-specific calibrations to convert from the sensor-reported values of dielectric permittivity to volumetric water content. Calibration is performed on a harvested branch or stem cut into segments that are dried or re-hydrated to produce a full range of water contents used to generate a best-fit regression with sensor observations. Sensors are inserted into calibration segments or installed in trees after pre-drilling holes to a tolerance fit using a fabricated template to ensure proper drill alignment. Special care is taken to ensure that sensor tines make good contact with the surrounding media, while allowing them to be inserted without excessive force. Volumetric water content dynamics observed via the presented methodology align with sap flow measurements recorded using thermal dissipation techniques and environmental forcing data. Biomass water content data can be used to observe the onset of water stress, drought response and recovery, and has the potential to be applied to the calibration and evaluation of new plant-level hydrodynamics models, as well as to the partitioning of remotely sensed moisture products into above- and belowground components.

The hydraulic capacitance of biomass is a key component of the vegetation water budget, which serves as a buffer against short and long-term drought stresses. Here, we present a protocol for the calibration and use of soil moisture capacitance sensors to monitor water content in the stems of large trees.

כיול ושימוש קיבוליות חיישנים לעקוב אחר גזע תכולת המים עצים

Water transport and storage through the soil-plant-atmosphere continuum is critical to the terrestrial water cycle, and has become a major research focus ...

Combining Eye-tracking Data with an Analysis of Video Content from Free-viewing a Video of a Walk in an Urban Park Environment

As individuals increasingly live in cities, methods to study their everyday movements and the data that can be collected becomes important and valuable. Eye-tracking informatics are known to connect to a range of feelings, health conditions, mental states and actions. But because vision is the result of constant eye-movements, teasing out what is important from what is noise is complex and data intensive. Furthermore, a significant challenge is controlling for what people look at compared to what is presented to them.
The following presents a methodology for combining and analyzing eye-tracking on a video of a natural and complex scene with a machine learning technique for analyzing the content of the video. In the protocol we focus on analyzing data from filmed videos, how a video can be best used to record participants&#39; eye-tracking data, and importantly how the content of the video can be analyzed and combined with the eye-tracking data. We present a brief summary of the results and a discussion of the potential of the method for further studies in complex environments.

The objective of the protocol is to detail how to collect video data for use in the laboratory; how to record eye-tracking data of participants looking at the data and how to efficiently analyze the content of the videos that they were looking at using a machine learning technique.

שילוב נתוני מעקב אחר עיניים באמצעות ניתוח של תוכן וידאו מחינם-צפייה בסרטון וידאו של טיול בסביבה של פארק עירוני

As individuals increasingly live in cities, methods to study their everyday movements and the data that can be collected becomes important and valuable. ...

Composition and Distribution Analysis of Bioaerosols Under Different Environmental Conditions

Variable microorganisms in particulate matter (PM) under different environmental conditions may have significant impacts on human health. In this study, we described a protocol for multiple analyses of the biological compositions in environmental PM. Five experiments are presented: (1) PM number monitoring by using a laser particle counter; (2) PM collection by using a cyclonic aerosol sampler; (3) PM collection by using a high-volume air sampler with filters; (4) culturable microbes collection by the Andersen six-stage sampler; and (5) detection of biological composition of environmental PM by bacterial 16SrDNA and fungal ITS region sequencing. We selected hazy days and a livestock farm as two typical examples of the application in this protocol. In this study, these two sampling methods, cyclonic aerosol sampler and filter sampler, showed different sampling efficiency. The cyclonic aerosol sampler performed much better in terms of collecting bacteria, while these two methods showed the same efficiency in collecting fungi. Filter samplers can work under low temperature conditions while cyclonic aerosol samplers have a sampling limitation for temperature. A solid impacting sampler, such as an Andersen six-stage sampler, can be used to sample bioaerosols directly into the culture medium, which increases the survival rate of culturable microorganisms. However, this method mainly relies on culture while more than 99% of microbes cannot be cultured. DNA extracted from the culturable bacteria collected by the Andersen six-stage sampler and samples collected by cyclonic aerosol sampler and filter sampler were detected by bacterial 16S rDNA and fungal ITS region sequencing.All the methods above may have wide application in many fields of study, such as environmental monitoring and airborne pathogen detection. From these results, we can conclude that these methods can be used under different conditions and may help other researchers further explore the health impacts of environmental bioaerosols.

Understanding the biological composition of environmental particulate matter is important for the study of its significant impacts on human health and disease spread. Here, we used three types of bioaerosol sampling methods and a biological analysis of airborne microbes to better explore airborne microbial communities under different environmental conditions.

הלחנה וניתוח הפצה Bioaerosols בתנאים סביבתיים שונים

Variable microorganisms in particulate matter (PM) under different environmental conditions may have significant impacts on human health. In this study, ...

Cultivation of Green Microalgae in Bubble Column Photobioreactors and an Assay for Neutral Lipids

There is significant interest in the study of microalgae for engineering applications such as the production of biofuels, high value products, and for the treatment of wastes. As most new research efforts begin at laboratory scale, there is a need for cost-effective methods for culturing microalgae in a reproducible manner. Here, we communicate an effective approach to culture microalgae in laboratory-scale photobioreactors, and to measure the growth and neutral lipid content of that algae. Instructions are also included on how to set up the photobioreactor system. Although the example organisms are species of Chlorella and Auxenochlorella, this system can be adapted to cultivate a wide range of microalgae, including co-cultures of algae with non-algae species. Stock cultures are first grown in bottles to produce inoculum for the photobioreactor system. Algae inoculum is concentrated and transferred to photobioreactors for cultivation in batch mode. Samples are collected daily for the optical density readings. At the end of the batch culture, cells are harvested by centrifuge, washed, and freeze dried to obtain a final dry weight concentration. The final dry weight concentration is used to create a correlation between the optical density and the dry weight concentration. A modified Folch method is subsequently used to extract total lipids from the freeze-dried biomass and the extract is assayed for its neutral lipid content using a microplate assay. This assay has been published previously but protocol steps were included here to highlight critical steps in the procedure where errors frequently occur. The bioreactor system described here fills a niche between simple flask cultivation and fully-controlled commercial bioreactors. Even with only 3-4 biological replicates per treatment, our approach to culturing algae leads to tight standard deviations in the growth and lipid assays.

Here, we present a protocol to construct lab-scale bubble column photobioreactors and use them to culture microalgae. It also provides a method for the determination of the culture growth rate and neutral lipid content.

טיפוח של ירוק Microalgae בועה עמודה Photobioreactors ואת וזמינותו עבור ליפידים נייטרלי

There is significant interest in the study of microalgae for engineering applications such as the production of biofuels, high value products, and for the ...

Manufacturing Simple and Inexpensive Soil Surface Temperature and Gravimetric Water Content Sensors

Quantifying temperature and moisture at the soil surface is essential for understanding how soil surface biota respond to changes in the environment. However, at the soil surface these variables are highly dynamic and standard sensors do not explicitly measure temperature or moisture in the upper few millimeters of the soil profile. This paper describes methods for manufacturing simple, inexpensive sensors that simultaneously measure the temperature and moisture of the upper 5 mm of the soil surface. In addition to sensor construction, steps for quality control, as well as for calibration for various substrates, are explained. The sensors incorporate a Type E thermocouple to measure temperature and assess soil moisture by measuring the resistance between two gold-plated metal probes at the end of the sensor at a depth of 5 mm. The methods presented here can be altered to customize probes for different depths or substrates. These sensors have been effective in a variety of environments and have endured months of heavy rains in tropical forests as well as intense solar radiation in deserts of the southwestern U.S. Results demonstrate the effectiveness of these sensors for evaluating warming, drying, and freezing of the soil surface in a global change experiment.

Accurately measuring temperature and water content of the upper 5 mm of the soil surface can improve our understanding of environmental controls on biological, chemical, and physical processes. Here we describe a protocol for manufacturing, calibrating, and conducting measurements with soil surface temperature and moisture sensors.

ייצור טמפרטורה פשוטה וזולה משטח הקרקע ו Gravimetric תוכן המים חיישנים

Quantifying temperature and moisture at the soil surface is essential for understanding how soil surface biota respond to changes in the environment. ...